问题补充:
如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示,若钩码在3s内上升0.3m.(摩擦不计)
求:
(1)由图可知,实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大?
(2)弹簧测力计拉力做功的功率为多大?
(3)该滑轮组的机械效率为多大?
(4)若在原来的钩码下再增挂两个钩码,该滑轮组的机械效率将如何变化?
答案:
已知:钩码总重G=6N,上升高度h=0.3m,时间t=3s,n=3
求:(1)拉力F=?;(2)拉力做功的功率P=?;(3)滑轮组的机械效率η=?
解:(1)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为2.4N,即拉力为F=2.4N;
(2)拉力移动距离s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力做的总功为W总=Fs=2.4N×0.9m=2.16J;
拉力的功率为P===0.72W;
(3)拉力做的有用功为W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J;
滑轮组机械效率为η=×100%=×100%≈83.3%;
(4)由机械效率公式η=可知,在原来的钩码下再增挂两个钩码,相当于增加了有用功而额外功不变,有用功与总功的比值增大,所以机械效率增加.
答:(1)弹簧测力计对细绳的拉力为2.4N;
(2)弹簧测力计拉力做功的功率为0.72W;
(3)该滑轮组的机械效率为83.3%;
(4)在原来的钩码下再增挂两个钩码,该滑轮组的机械效率将增加.
解析分析:(1)由图知,首先明确弹簧测力计的量程和分度值,再读出其示数,弹簧测力计的示数即为拉力大小;
(2)拉力移动的距离s=nh,已知拉力的大小,先求拉力做的总功W,再利用功率的公式P=计算功率;
(3)已知钩码重力和上升高度,可以得到有用功;求出了有用功和总功,利用机械效率公式η=计算机械效率;
(4)再增挂两个钩码时,额外功不变,改变的是有用功,利用机械效率公式分析即可得知改变了有用功在总功中的比例.
点评:不考虑摩擦,滑轮组的机械效率与物重和动滑轮重有关:在动滑轮重一定时,提升物重越大,机械效率越高;在提升物重一定时,动滑轮重越小,机械效率越大.
如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置 钩码总重6N 弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示 若钩码在3s内上升0.3m.(摩擦不计)求:(1)由图可知